风电场35kV线路单相接地故障处理及防范措施分析

高源

摘要：用电稳定与安全关系到千家万户与电场的发展，如何解决单相接地故障成为首要任务。本文通过分析研究35kV线路在接线方式，线路的保护措施以及如何减少单相接地时故障发生的次数，对单相接地故障的处理以及防范措施做出一定的總结，提高用电稳定与安全，保障电力企业发展。

关键词：35kV线路单相接；故障处理；防范措施

风电场35kV线路在运行过程中经常发生线路单相接地故障，尤其是在大风、雨雪天气及鸟类活动、人类活动频繁的区域，给居民用电稳定安全带来隐患，严重对输电设备造成损害，给电场的发展及盈利带来损害。

一、风电场升压站主接线方式

110kV升压站变压器组的链接方式如上图所示，采用图上连接方式的具体解释为保护1的安装位置为了对母线进行保护，后备保护是对符合电压进行闭锁，定时进行过流保护。保护2是针对主变的主要保护措施，保护3是主变各35kV出线的保护措施。

110kV升压站变压器组主要的连接方式要求的保护原则为对于保护1的电流速断保护动作数值的大小是根据其躲过变压器二次侧时，最大短路电流数值来进行整定的，其具体动作时间根据实际保护配置情况设定。从而使得线路如果发生类似短路故障同时，变压器发生跳闸动作。

二、35kV线路保护配置

可靠性、选择性、快速性、灵敏性是对继电保护的基本要求。35kV系统在发展过程中供电半径越来越小，变压器容量越来越大，系统短路容量不断上升。

加装电压闭锁元件可以有效地保护35kV的输电线路。因为在采用了电压闭锁元件后，输电线路的可控性就得到了提高，工作人员在平时就可以通过控制元件的保护水平，进而大大提高线路的安全性。但是加装电压闭锁元件也是有着其局限性，因为增加一个闭锁元件，输电线路保护拒动的可能性也就会随之提高。

另外加装低压母分BZT也可以在一定程度上改善输电线路的安全状况，保护动作电流可以通过计算得出恰当的一个值，从而用得到的值来对电路进行设置，这样就可以提高电路保护的灵敏性与性能。其缺点在于，老变电站加装母分BZT需加大安装支出，还要考虑屏位问题。另外，两主变分列运行的可靠程度低于并列运行，一台主变故障后，BZT不能正常工作，则一段母线会断电。

三、35kV单相接地故障现象及保护动作情况

单相接地故障常见的现象及动作保护情况有五种。

一是当出现一相不完全接地时，也即是说故障相的电压出现了异常性的降低，进而使得其他相位的电压出现增高，这样一来就会触发继电器的警报功能，提醒工作人员出现了故障。

二是当线路出现完全接地的现象时，这时候就会形成故障相电压突然变为0的现象，而且非故障相也会受此影响，电压持续增高，达到与线电压相当的程度，甚至会超过线电压的数值，在这种情况下，继电器也会产生动作，发出警报。

三是当电压互感器出现问题时，即该设备高压侧出现断线或者其他元件烧断的现象时，这使得电压也会出现不正常的显示，故障相的数值显示没有回到零位，这就是由于线路中故障时电压表形成了串联回路，这样一来真实的电压没有显示，就是使得继电器出现误判，启动并发出接地信号。

四是其他元件的干扰，如果在整个输电系统的某些容易受到干扰的位置上加装了一些容性和感性的参数元件，这就可能会导致继电器产生失灵，进而发出错误的接地信号。

五是空载母线虚假接地现象，这种情况出现后，线路中的三相电压可能就会失去平衡，进而导致电路发生故障，但是将其中的一条线路接地后，这个问题就会自行解决。

四、故障处理及与预防

（一）事故影响

单相接地故障在整个35kV电路系统的运行中可以算是动作最频繁的故障。

在实际生活中，大风天气携带的物品不慎落在线路导线上，会造成线路单相接地或相间短路，鸟巢搭接或是绝缘子击穿会造成线路单相接地故障。而且单相接地事故会引发较为严重的后果，特别是在生成谐振过电压时，这种情况可能就会使得绝缘设备发生失效，进而导致电流烧毁电器元件，发生更大面积的电力故障，这样一来的损失是非常大的。

另外间歇性弧光接地也是该故障所带来的危害之一，在这种情况下，谐振电压也可能会随之出现，其较大的电压会对变电绝缘设备造成威胁，严重情况下击穿变电设备绝缘，造成严重短路，进而会使得各种电器元件被烧毁，甚至会引起火灾，对配电设备及周围群众生命财产安全带来隐患。

单相接地的故障发生后，一方面会影响人民的正常生活，而且无论是故障地点还是正常地点，都需要进行断电工作，这样才能保证工作人员的生命安全；另一方面，在发生单相接地的故障后，工作人员需要进行详细的排查线路，这就无法保证后续供电的稳定性，特别是在气候恶劣，条件艰苦的山区，林区地带，查找和消除故障所花费的时间也比较长，这样就会造成经常性的停电，给人们的生活带来诸多的不变。

据数据显示，每年的单相接地故障都会导致线路较长时间无法进行正常供电，因为此故障所减少供应的电量能够达到十几万度。在事故发生时，配电线路释放出大量的电能，引发电能损耗严重影响供电企业的供电量指标和经济效益。

（二）事故原因

单相接地故障无论是对电力公司还是普通群众，危害都是巨大的，在进行故障处理与预防前，先明确故障出现的具体原因，在实际生活中单相接地故障产生多源于人类活动影响及自然天气的干扰。常见的故障原因有以下几种：

（1）导线断线脱落

（2）导线在绝缘子中的捆绑固定不牢固

（3）大风导致输电线路与建筑物的距离过近

（4）电压异常导致变压器出现断线故障

（5）配电变压器的绝缘部分出现损坏

（6）绝缘子被异常的电流击穿损坏

（7）熔断器的绝缘部分出现损坏

（8）导线上层一端脱落，落在下排导线上

（9）线路落雷

（10）鸟类活动

（11）樹木种植通道不畅，树木树枝接触导线

（12）大风天气带起的漂浮物

（13）风筝、飞行器或人为破坏

（14）其他不明原因或偶然情况

上述十四种原因6、10、11、12、13四种情况占事故原因八成以上。

（三）事故处理

当事故发生时应立即做出应对措施降低损失。处理上，要遵从基本处理要求与原则，首先是要保护好人身安全，无关人员不得接近单相接地故障地点，当故障点处于室外时，应至少保持8m以上的距离，在室内时，应至少保证4m以上的距离，在进入区域内之前，要求检修工作人员佩戴绝缘手套，穿着专业绝缘靴，使用专业的绝缘工具。做好安全措施，保障人身安全，避免更严重的损失。其次尽量降低停电范围，减少对群众用电的影响，工作人员在寻找故障点时，应该有技巧的先去排查经常出现故障的地点，然后再排查其他位置，然后试拉线路短、负荷重、分支少、用电性质重要的线路，而且在开始检修电路前，一定要通知用电范围内的住户，将注意事项告知他们，防止出现不必要的损失。而且当电压互感器高压熔断件熔断时，一定要在线路中安置新的熔断器，防止检修时突然通电，烧坏其他元件。

事故处理方面，首先当事故发生时，值班人员应立即响应，先做好记录进行上报，等待命令调度。在赶往事故现场后，首先对变压设备和配电设备进行故障分析，如果升压站内没有发现异常，则开始排查35kV线路上的问题，巡视时注意杆塔上的鸟巢、避雷器、绝缘子、线路上的异物等。在找到故障线路后，应马上向当值值班长进行汇报，停电做好安全措施后，交由专业检修人员进行故障消除，这样就可以尽快的恢复供电。

（四）事故预防

针对单相接地故障的原因，做好单项接地故障的预防工作。在35kV线路的电线塔、电线杆架设前期要考虑周边环境及鸟害影响。架设位置应远离建筑物，避免电线脱落、搭线对居民出行活动造成安全隐患。架设处尽量避开鸟类迁徙路径及鸟类活动聚集地，如果必要在类似区域进行架设则应加装鸟类驱逐器，原理是转动的镜子反光，可使鸟类收到惊吓。安装后，应做好与当地居民沟通协商工作，对于线路下的树木及时进行修剪，修剪的过程中同样保障工作人员的人身安全。加强安全教育与宣传工作，尤其是不要在线路周围放风筝，使用无人机等。暴风、雨雪天气加强人员监管与巡查，及时发现温度异常的绝缘子或有异响的避雷器，如线路上有异物，则应使用绝缘杆取下线路上的飘落物，发生故障时第一时间进行解决。对老线路进行更新，加强监察力度。

五、总结

供电线路安全关系到电力公司及千家万户，单相接地故障问题是供电环节上经常出现的问题。电力部门要加强监管与宣传，做好监管，保障作业人员及群众人身安全，才能居民用电的安全稳定，降低电力公司损失，保障盈利与发展。

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